CC BY
16
все же будет запрещен на продажу в Российской Федерации, необходимо внести соответствующие изменения в ст. 14.53 КоАП РФ.
Библиографический список:
1.Доклад научной группы ВОЗ «Борьба с потреблением бездымного табака». - Текст электронный / World Health Orhanizatoin. - 2020. -84 с. - URL: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/39026 /WHO_TRS_773_rus.pdf?sequence=2 (дата обращения: 30.05.2020).
2.Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях [Электронный ресурс]: федер. закон; принят Гос. Думой 20.12.1995 г. (в ред. от 08.06.2020) // КонсультантПлюс : справочная правовая система.
3.Кондратюк А.И., Кудрявцев М.Д., Клепцова Т.Н., Иванов И.А., Галимова А.Г. Фитнес как одно из основных направлений в оздоровлении студентов высших учебных заведений // Проблемы современного педагогического образования. 2019. № 62-4. С. 99-101.
4.Об охране здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потребления табака [Электронный ресурс] : фед. закон (в ред. от 27.12.2019) // КонсультантПлюс : справочная правовая система.
5.Об охране здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и последствий потребления табака: законопроект (О внесении изменения в статью 19 Федерального закона).-Текст электронный // Система обеспечения законодательной деятельности: сайт. - 2020. -
URL: https://sozd.duma.gov.ru/bill/850099-7_(дата
обращения: 5.06.2020).
6.Об утверждении национального стандарта Российской Федерации [Электронный ресурс]: приказ Росстандарта от 24.09.2019 № 758 // КонсультантПлюс : справочная правовая система.
7.National Cancer Institute. Smokeless Tobacco or Health: An International Perspective [Национальный институт рака. Бездымный табак или здоровье: международная перспектива] / Bethesda, MD: National Cancer Institute, 2014. - 558 c.
УДК.576.32/36 (045)
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ДЕЙСТВИЯ АЛКАЛОИДОВ КАРАКОЛИНА И 14-АЦЕТИЛКАРАКОЛИНА
НА ГЛАДКОМЫШЕЧНЫЕ КЛЕТКИ АОРТЫ_
]Мирзаева Ю.Т., 1Усманов П.Б., 1Омонтурдиев С.З.
Институт биофизики и биохимии при Национальном университете Узбекистана.
Адрес: 100174, г.Ташкент, Алмазарскийрайон, Студенческий городок, Университетская дом-174.
РЕЗЮМЕ
Было изучено влияние дитерпеноидного алкалоида караколина и его производного 14-О-ацетилкаролина на сократительную активность гладкомышечных клеток аорты крысы. Эти результаты позволяют предположить, что изученные алкалоиды расслабляли аорту крысы, подавляя транспорта ионов Са2+ через потенциал-зависимых и рецептор-управляемые Са2+-каналов. Релаксантный эффект этих алкалоидов имел доза-зависимый характер, и при повышении их концентрации степень подавления сокращений препаратов аорты, индуцированных KCl и фенилэфрином заметно возрастала.
Гладкомышечные клетки сосудов в основном состоят из медиального слоя кровеносных сосудов, которые подвергаются механическому воздействию и давлению кровотока и поддерживают тонус и сопротивление сосудов. Гладкомышечные клетки сосудов не только имеют нормальные клеточные функции, поддерживают свои внутренние свойства и геометрию сосудов, но также требуют некоторых важных действий для участия в регуляции биомеханических и биохимических свойств кровеносных сосудов [1]. Кроме того, гладкомышечные клетки сосудов изменяют объем сосудов и местное кровяное давление и постоянно регулирует физическую и геометрическую форму камеры крови в ответ на кровяное давление и механическую стимуляцию. [2,3].
Ионы Са2+ играют ведущую роль в регуляции сократительной и функциональной активности гладкой мускулатуры кровеносных сосудов, которые обеспечивают нормальную деятельность сердечно - сосудистой системы, в целом [4].
Кальций является стимулятором многих клеточных функций, и в физиологических условиях внутриклеточный кальций присутствует в ГМК для регуляции многих различных биофизических и биохимических процессов. [5]. В связи с этим, нарушения в регуляции Са2+ гомеостаза являются основной причиной патогенеза ряда заболеваний сердечно-сосудистой системы, включая сердечную недостаточность, инфаркт миокарда, гипертонию и инсульты [6].
Сократительная активность гладкомышечных клеток (ГМК) зависит, от ионов [Са2+]ъ однако механизмы, участвующие в её регуляции у ГМК имеют свои особенности. При этом, доминирующую роль, также играют потенциал-зависимые Са2+-каналы плазмалеммы, активация которых, обеспечивает поток ионов Са2+ в цитоплазму ГМК, количество которого достаточно для инициации сократительного процесса [7]. Помимо потенциал-зависимых Са2+-каналов поступление Са2+ из внеклеточной среды в ГМК обеспечивают также запас - оперируемые и
рецептор-управляемые Са2+-каналы, а также Na+/Ca2+ -обменник [8]. При этом, обязательным условием для активации запас-оперируемых каналов, является истощение запасов ионов Са2+ в СР. Как следует из названия, работа рецептор-управляемых Са2+-каналов контролируется рецепторами, которые взаимодействуя со специфическими гормонами и медиаторами управляют работой этих каналов [9]. При этом медиаторы и гормоны через специфические рецепторы активируют G белки, которые управляют работой различных ионных каналов и ферментов.
Целью: наших исследований является изучение действия 14-О-ацетилкараколина, полученного синтезом на основе алкалоида караколина, на сократительную активность гладкомышечных клеток аорты крысы.
Ранее нами было показано, что дитерпеноидный алкалоид караколин (рис.1.А.), выделенный из растений. Aconitum karakolikum R, обладает слабым гипотензивным и антиаритмическим действием [10, 11]. При этом было обнаружено, что замена гидроксильной группы углеродного атома С-14 караколина на ацетильную группу, придаёт его производному 14-О-ацетилкараколину выраженную гипотензивную активность (рис.1.Б.)
В связи с этим c целью установления зависимости гипотензивной активности 14-О-ацетилкараколина от его структуры нами были выполнены сравнительные исследования действия караколина и 14-О-ацетилкараколина на сократительную активность ГМК аорты крысы.
Рис.1. Химическая структура алкалоидов
Методы исследования и материалы. В
экспериментах использовались изолированные препараты гладкомышечных сегментов аорты белых беспородных крыс (200-250 г). Крысы забивались с помощью цервикальной дислокации, вскрывали грудную клетку, извлекали аорту и помещали ее в физиологический раствор Кребса, следующего состава (мМ): NaCl-120,4; КС1-5; NaHCO3-15,5; NaH2PO4-1,2; MgCb-1,2; СаСЬ-2,5; С6Н12О6-11,5; рН 7,4. Аорту очищали от жировой и соединительной ткани и нарезали на сегменты в виде колец шириной 3-4 мм. Отпрепарированный сегмент аорты помешали в специальную экспериментальную камеру объемом 5 мл, где с помощью серебряной проволоки фиксировали между штоком электромеханического
преобразователя (FT.03, Grass, США) и основанием камеры. Экспериментальная камера
перфузировалась оксигенированным карбогеном (95%О2, 5% СО2) раствором Кребса при постоянной температуре 37°C. Перед экспериментом сегменты аорты предварительно растягивали нагрузкой 1 г и промывали физиологическим раствором в течение 60 минут для достижения равновесия. Сокращения препаратов аорты вызывали внесением в экспериментальную камеру ФЭ (1 мкМ) или гиперкалиевым раствором (KCl, 50 мМ), путем
караколина (А) и 14-О-ацетилкараколина (Б).
эквимолярного замещения им NaCl в растворе Кребса. В экспериментах также использовались бескальциевые растворы, для чего из раствора Кребса исключали ионы Са2+, а для связывания их следов добавляли ЭГТА (1 мМ). Сократительную активность препаратов аорты регистрировали с помощью усилителя PIIT (Grass, США) и самописца Endim 621,02 (Германия).
В работе использовали фенилэфрин (ФЭ), верапамил и ЭГТА фирмы Sigmа (St. Louis, Mo., США).
Статистическую обработку данных проводили с помощью программы OriginPro 7.5(OriginLab Corporation; США). При этом амплитуда сокращений выражалась в % от максимального сокращения (принятого за 100%), индуцированного ФЭ или гиперкалиевым раствором и рассчитывалась как среднее арифметическое значение для 5-6 различных экспериментов. Статистическую значимость различий между контрольными и опытными значениями определяли для ряда данных, используя парный t-тест. Значения р <0.05 указывают на статистически значимые различия.
В таком состоянии кольца аорты выдерживались в течение 60 минут для достижения равновесия. К каждому препарату прикладывали
начальное натяжение, соответствующее 1г. Сокращения препарата аорты индуцировали гиперкалиевым раствором (КС1 50 мМ) или 1 мкМ фенилэфрином (ФЭ). Сокращения препаратов регистрировали с помощью самописца марки (ЕпёШ 621.02). Величину изменений силы сокращений препарата оценивали в процентах от контроля, принятого за 100%.
Результаты и их обсуждение. В предварительных экспериментах было
обнаружено, что караколин и 14-О-ацетилкараколин в широком диапазоне концентраций не влияют на базальный тонус препаратов аорты крысы. Однако в дальнейших экспериментах нами было обнаружено, что исследуемые алкалоиды эффективно расслабляют препараты аорты крысы, предварительно сокращенные 50 мМ КС1, т.е. обладают релаксантным действием. При этом релаксантное действие было более выражено у 14-О-ацетилкараколина и начинало проявляться уже при его концентрации 5 мкМ, у караколина было менее выражено и проявлялось только при его концентрации 50 мкМ. Релаксантное действие 14-
О-ацетилкараколина имело дозо-зависимый характер, и при увеличении концентрации алкалоида в диапазоне 5-35 мкМ сила сокращения препарата аорты крысы, индуцированная 50 мМ КС1 снижалась от 12,1+4,2 до 90+4% (рис.2,Б). Величина ЕС50%, концентрация при которой 14-О-ацетилкараколин расслаблял препарат аорты на 50%, составляла 16,9 мкМ. В отличие от 14-О-ацетилкараколина зависимость релаксантного действия караколина от его концентрации была менее выражена и максимальное расслабление препарата аорты до 38,3+4,1% наблюдалось при концентрации 200 мкМ (рис.2,А).
Релаксантный эффект этих алкалоидов имел доза-зависимый характер, и при повышении их концентрации степень подавления сокращений препаратов аорты, индуцированных
гиперкалиевыми растворами, заметно возрастала. Эти данные указывают на то, что 14-О-ацетилкараколин более чем караколин в 3 раза эффективнее расслабляет препараты аорты в условиях гиперкалиевой контрактуры.
О -1-1-1—........1— 0 -1-1—........
10 100 1 10
Караколин (лкМ) 14-0-ацетил караколин (мкМ)
Рис.2. Влияние алкалоидов караколина(А) и 14-О-ацетилкараколина (Б) на сокращения аорты гиперкалиевым (50 мМ KCl) раствором Кребса. По оси ординат сила сокращения аорты, выраженная в процентах от силы, индуцированной 50 мМ К^, принятой за 100%. По оси абсцисс -концентрация
алкалоидов. (*p<0,05, **p<0,01; n=6-7).
Учитывая то, что КС1-индуцированное сокращение аорты крысы в основном обеспечивается активацией потенциал-зависимых Са2+-каналов плазмолеммы ГМК и ионами Са2+ поступающим по ним [12], можно предположить, что наблюдаемое релаксантное действие караколина как и 14-О-ацетилкараколина возможно реализуется в результате блокирования им этих каналов. При этом, блокируя эти каналы и подавляя поступление ионов Са2+ в ГМК караколин, по-видимому, вызывает снижение внутриклеточного уровня ионов Са2+, которое и приводит к релаксации препаратов аорты крысы. Для проверки этого предположения нами была изучена зависимость релаксантного действия караколина от концентрации ионов Са2+ в среде инкубации.
Известно, что в растворах не содержащих ионы Са2+ гиперкалиевые растворы не вызывают сокращений препаратов аорты, а кумулятивное добавление ионов Са2+ в этих условиях сопровождается развитием сокращений, которые достигают контрольной амплитуды при 2.5 мМ СаС12 [13].
В этих экспериментах нами было обнаружено, что при инкубации препаратов аорты крысы в бескальциевых растворах Кребса в присутствии караколина и 50(мМ) КС1, добавление ионов Са2+ также стимулировало развитие сократительных ответов, которые, однако, по амплитуде были значительно меньше, по сравнению с ответами, регистрируемых в контроле в отсутствии караколина (рис. 3.).
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 [Са2+]. (мМ)
Рис. 3. Зависимость релаксантного действия алкалоидов 14-О-ацетилкараколина и караколина от [Са2+]0 и состояния потенциал-зависимых Са2+-каналов L-типа. Влияние 14-О-ацетилкараколина и караколина на сокращения аорты крысы, индуцированные кумулятивным добавлением CaCl2 в растворы Кребса не содержащих ионы Са2+. По оси ординат - сила сокращения аорты, выраженная в процентах от силы, индуцированной 50 мМ К^ и принятой за 100%. По оси абсцисс-концентрация
СаС12 (*р<0,05, **р<0,01; п =5).
В частности, в присутствии 200 мкМ караколина добавление в бескальциевый раствор 2,5 мМ СаСЪ, вызывало сокращение препарата аорты, которое было на 29,7±4,1% меньше сокращения регистрируемого в отсутствии алкалоида. В аналогичных экспериментальных условиях в присутствии 14-О-ацетилкараколина (35мкМ) добавление 2,5 мМ СаСЪ, вызывало сокращение, которое по амплитуде было на 80,3±4,1% меньше, по сравнению с сокращением в контроле без алкалоида.
Результаты этих экспериментов убедительно свидетельствуют о том, что релаксантное действие исследуемых алкалоидов в условиях КС1-индуцированной контрактуры связано с подавлением транспорта ионов Са2+ из
внеклеточной среды в цитоплазму ГМК через потенциал-зависимые Са2+-каналы плазмалеммы. Для подтверждения взаимодействия исследуемых алкалоидов с потенциал-зависимыми Са2+-каналами плазмалеммы ГМК нами были выполнены эксперименты со специфическим блокатором этих каналов- верапамилом [14].
Как показали результаты этих экспериментов верапамил сам эффективно расслабляет препараты аорты крысы, предварительно сокращенные гиперкалиевыми растворами, путем подавления поступления ионов Са2+ в ГМК аорты крысы. В частности, добавление в среду инкубации 0,1 мкМ верапамила (/С50%) сопровождалось расслаблением препарата аорты до 50±2,2% (Рис.4).
Рис.4. Влияние верапамила нарелаксантные действие 14-О-ацетилкараколина и караколина. Сила сокращения препарата аорты крысы, индуцированной 50 мМК^, принята за 100 %.
(*р<0,05, **р<0,01; п =4-5).
Добавление 200 мкМ караколина на фоне этого эффекта верапамила, не вызывало дополнительного расслаблению препаратов аорты крысы, в то время как 14-О-ацетилкараколин (16,9 мкМ) (концентрация соответствующая его значению /С50%), в аналогичных условиях, вызывал дополнительное расслабление препарата аорты крысы до 26,5±4,1% (Рис.4).
Отсутствие эффекта караколина в присутствии верапамила свидетельствует о том, что его релаксантное действие в основном обусловлено подавлением поступления ионов Са2+ в ГМК через потенциал-зависимые Са2+-каналы. В отличии от этого способность 14-О-ацетилкараколина дополнительно расслаблять препараты аорты на фоне эффекта верапамила указывает на то, что в основе его релаксантного действия лежит не только подавление поступления ионов Са2+ через потенциал-зависимые Са2+-каналы, но и его влияние и на другие пути поступления ионов Са2+ в цитоплазму ГМК. Действительно нами было показано, что релаксантное действие 14-О-ацетилкараколина сохраняется и на препаратах аорты крысы, предсокращенные агонистом а-адренорецепторов фенилэфрином (ФЭ), развитие
А
U
я 20 -
1 ■
10 100 Кар а кол н н (як11)
Рис.5. Релаксантные действие караколина (А) индуцированной контрактуры аорты крысы. индуцированная 1 мкМ ФЭ, принята з
которых обеспечивается ионами Са2+ поступающим не только через потенциал-зависимые, но и через рецептор-управляемые Са2+-каналы, а также высвобождаемыми из СР [15,16].
Вместе с тем нами было обнаружено, что караколин и в условиях ФЭ-индуцированной контрактуры способен расслаблять препараты аорты, однако его релаксантный эффект как и в условиях КО-индуцированной контрактуры, был менее выражен по сравнению с эффектом 14-О-ацетилкараколина (рис.5.А). При этом медует отметить, что релаксантный эффект 14-О-ацетилкараколина в условиях ФЭ-индуцированной контактуры также имеет дозо-зависимый характер и при его концентрации 5 мкМ он вызвал расслабление препарата аорты на 18,6± 4,3%, а максимальное расслабление до 88,1 ± 4,1 % наблюдалось при его концентрации 50 мкМ. (рис.5.Б). Результаты этих экспериментов свидетельствуют о том, что релаксантное действие 14-О-ацетилкараколина, в условиях ФЭ-индуцированной контрактуры, в основном обусловлено его влиянием на транспорт ионов Са2+ через рецептор-управляемые Са2+-каналы плазмалеммы и их высвобождение из СР ГМК.
Б
14-О-ацегшлкараколшв (мкМ)
и 14-О-ацетилкараколина (Б) в условиях ФЭ-Сила сокращения препарата аорты крысы, а 100%. (*p<0,05, **p<0,01; n =6-7).
Заключение. Эти данные свидетельствуют о том, что в реализации релаксантного действия 14-О-ацетилкараколина принимают участие множественные механизмы, включая блокаду потенциал-зависимых Са2+-каналов (в условиях КО-индуцированной контрактуры), подавление транспорта ионов Са2+ через рецептор-управляемые Са2+-каналы и их высвобождения из СР (в условиях ФЭ-индуцированной контрактуры). Не вызывает сомнения то, что эти особенности релаксантного действия 14-О-ацетилкараколина обусловлены наличием в его структуре ацетилной группы у углеродного атома С-14 ликоктонинового скелета, которое у караколина занимает ОН-группа.
Ключевые слова: аорта, гладкомышечная клетка, cаркоплазматический ретикулум,
фенилэфрин, Са2+ канал, караколин, ацетилкараколин.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Li, N., Sanyour, H., Remund, T., Kelly, P., and Hong, Z. (2018). Vascular extracellular matrix and fibroblasts-coculture directed differentiation of human mesenchymal stem cells toward smooth muscle-like cells for vascular tissue engineering. Mater. Sci. Eng. C 93, 61-69. doi: 10.1016/j.msec.2018.07.061.
2. Hartman, C. D., Isenberg, B. C., Chua, S. G., and Wong, J. Y. (2016). Vascular smooth muscle cell durotaxis depends on extracellular matrix composition. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 113, 11190-11195. doi: 10.1073/pnas.1611324113.
3. Leloup, A. J. A., Van Hove, C. E., De Moudt, S., De Meyer, G. R. Y., De Keulenaer, G. W., and Fransen, P. (2019). Vascular smooth muscle cell contraction and relaxation in the isolated aorta: a critical regulator of large artery compliance. Physiol. Rep. 7:e13934. doi: 10.14814/phy2.13934.
4. O'Rourke B., Kass D.A., Tomaselli G.F., Kaab S., Tunin R., Marban E. Mechanisms of altered excitation-contraction coupling in canine tachycardia-induced heart failure // Circ. Res. - 1999. - V. 84. - P. 562-570.
5. Huang, H., Sun, Z., Hill, M. A., and Meininger, G. A. (2018). A calcium medicated mechanism coordinating vascular smooth muscle cell adhesion during KCl activation. Front. Physiol. 9:a1810. doi: 10.3389/fphys.2018.01810.
6. Pogwizd S.M., Qi M., Yuan W., Samarel A.M., Bers D.M. Upregulation of Na+/Ca2+-exchanger expression and function in an arrhythmogenic rabbit model of heart failure // Circ. Res. - 1999. - V. 85. - P. 1009-1019.
7. Cribbs L.L.Vascular Smooth Muscle Calcium Channels.Could T be a target // Circ. Res. - 2001. - V. 89. - P. 560-567.
8. Sanders K.M. Signal transduction in smooth muscle: mechanisms of calcium handling in smooth muscles // J. Appl. Physiol. - 2001. - V. 91. - P. 14381449.
9. Jaggar J.H., Porter V., Nelson M.T. Calcium sparks in smooth muscle // Am. J. Physiol.- 2000. V. 278. - P. 235-256.
УДК 631.4:574
10. Джахангиров,Ф.С. Садритдинов, И.Хамдамов. Докл. АНУз ССр№1,с.32- 34. (1976) К фармакологии алкалоидов караколина и аконифина.
11. Джахангиров Ф.Н. Султаходжаев М.Н.Салимов Б.Т. Дитерпеноидные алкалоиды как новый класс антиаритмических средств. Взаимосвязь структура-активность. Химия природ соединений //. 1997. №2, с.254-270.
12. Ratz P., Berg K., Urban N., Miner A. Regulation of smooth muscle calcium sensitivity: KCl as a calcium-sensitizing stimulus // Am. J. Physiol. Cell Physiol. - 2005. - V. 288. - Р. C769-C783.
13. Nishimura K., Ota M., Ito K. Existence of two components in the tonic contraction of rat aorta mediated by ^-adrenoceptor activation // British Journal of Pharmacology. - 2002. - V. 102. - Р. 215221.
14. Cleary L., Vandeputte C., Kelly J.G., Docherty J.R. Actions of R- and S- verapamil and nifedipine on rat vascular and intestinal smooth muscle // Auton. Autacoid. Pharmacol. - 2004. - V. 24. - P. 63-67.
15. Sanders K.M. Signal Transduction in Smooth Muscle. Invited Review: Mechanisms of calcium handling in smooth muscles // J. Appl. Physiol. - 2001. - V. 91. - P. 1438-1449.
16. Karaki H., Ozaki H., Hori M., Mitsui-Saito M., Amano K., Harada K., Miyamoto S., Nakazawa H., Sato K. Calcium movements, distribution, and functions in smooth muscle // Pharmacol. Reviews. -1997. - V. 49. - P. 157-230.
ОСОБЕННОСТИ КОРИЧНЕВЫХ ПОЧВ ЮЖНОГО СКЛОНА БОЛЬШОГО КАВКАЗА ПОД _РАЗЛИЧНЫМИ РАСТИТЕЛЬНЫМИ ФОРМАЦИЯМИ_
Гасанова Рухсара Адиль гызы
канд.биол.наук, доцент кафедры почвоведения, Бакинский Государственный университет, Баку Холина Татьяна Александровна канд.биол.наук, преподаватель кафедры почвоведения, Бакинский Государственный университет, Баку
АННОТАЦИЯ
Дана экологическая характеристика современного состояния горно-лесных коричневых почв южного склона Большого Кавказа на территории Азербайджана, формирующихся под различными растительными формациями. Проведен сравнительный анализ свойств горно-лесных коричневых почв под дубово-грабовыми формациями и аридными редколесьями, выявлены общие черты и отличия параметров плодородия.
ANNOTATION
An ecological characteristic of the current state of mountain-forest brown soils of the southern slope of the Great Caucasus on the territory of Azerbaijan, formed under various plant formations, is given. A comparative analysis of the properties of mountain-forest brown soils under oak-hornbeam formations and arid woodlands was carried out, common features and differences in fertility parameters were revealed.
Ключевые слова: горно-лесные коричневые почвы, грабово-дубовые леса, можжевелово-фисташковые редколесья, запас фитомассы, параметры плодородия
Keywords: mountain-forest brown soils, hornbeam-oak forests, juniper-pistachio woodlands, phytomass reserve, fertility parameters
Южный склон Большого Кавказа на расположен между Кур-Аразской низменностью и территории Азербайджана протягивается с северо- водораздельным гребнем Главного Кавказского запада на юго-восток более чем на 350 км и хребта. Среднегорный и низкогорный пояса
